Electrocinétique : Synthèse

Synthèse de Physique
Electrocinétique : Synthèse
1) Le circuit électrique
1.1 Circuit ouvert/fermé
Un circuit est dit fermé si : Le courant circule dans le circuit. Dans ce cas, le ou les
interrupteurs sont fermés
Un circuit est dit ouvert si : Le courant ne circule pas dans le circuit. Dans ce cas, au moins un
interrupteur est ouvert
1.2 Montages en série/parallèle
Des récepteurs sont dit montés en série lorsqu’ils sont montés « bout à bout »
Des récepteurs sont dit montés en parrallèle (en dérivation) lorsque leurs bornes d’entrée sont
directement reliées ensemble, de même que leur bornes de sorties
2) Intensité du courant
2.1 Sens du courant
Définition du courant : Le courant électrique est un déplacement de charges d’une borne du
générateur vers l’autre
Par convention, le sens du courant électrique dans un récepteur est celui qui va de + vers
-, soit de la borne positive vers la borne négative.

2.2 Intensité du courant
Définition de l’intensité : L’intensité du courant électrique en un point d’un conducteur est la
charge électrique (= quantité d’électricité) qui traverse par seconde la section du conducteur
en ce point
L’intensité notée I s’exprime donc de manière suivante : I = q/t
où q = la charge (en Coulomb) et t = le temps (en seconde)
L’appareil servant à mesurer l’intensité du courant électrique s’appelle un ampèremètre,
symbolisé
2.3 Lois de l’intensité du courant dans des montages
2.3.1 Dans un montage en série
Loi : L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit contenant un ou
plusieurs récepteurs en série
2.3.2 Dans un montage en parallèle
Loi : L’intensité du courant électrique dans le circuit principal est égale à la somme des
intensités des courants dérivés
I2
I1
I1
I2
I3
A
I
I = I1 + I2 + ...
I1 = I2 = I3 = ...

B
3) Puissance du courant
Définition : La puissance, notée P, est le travail effectué par unité de temps
=> P = W/t
Où W = le travail (en Joule), et t le temps (en secondes)
L’unité de puissance est le Watt, noté W.
1 Watt équivaut donc à 1 Joule par seconde (1W = 1 J/s)
4) La différence de potentiel
Définition : La différence de potentiel, notée U, est la puissance dissipée dans tout le circuit
par unité d’intensité de courant traversant le circuit ; c’est aussi l’énergie totale dissipée dans
tout le circuit lors du passage d’une unité de charge dans ce circuit
=> U = P/I = W/q
On en déduit :
P = U. I et W = U. q
La différence de potentiel est constante pour un générateur donné, quel que soit le
circuit connecté (en série ou en parallèle)
L’unité de la différence de potentiel est le volt, noté V
Définition du volt : Le volt est la différence de potentiel capable de libérer dans tout le circuit
une puissance égale à 1 watt par ampère ; c’est aussi la différence de potentiel capable de
fournir à une charge de 1 coulomb une énergie de 1 joule
=> 1V = 1W/A = 1J/C
La différence de potentiel se mesure à l’aide d’un voltmètre
Calcul de la différence de potentiel aux bornes de récepteurs placés en parallèle
I
I2
I1
P1
P2
A
U = U1 = U2 = ...
U

En A, une charge unité possède un certain capital-énergie ; arrivée en B, elle en possède un
autre qui est plus petit. Il y a donc une et une seule différence de potentiel entre A et B,
quel que soit le chemin utilisé par les charges électriques pour aller de A à B
Calcul de la différence de potentiel aux bornes de récepteurs placés en séries
U
U1 U2 U3
1) Par définition : P1 = U1 . I P2 = U2 . I P3= U3 . I
2) On sait que : P = P1 + P2 + P3
3) Par conséquent : P = U1 . I + U2 . I + U3 . I => P = ( U1 + U2 + U3 ) . I
4) Par définition, la différence de potentiel aux bornes d’un générateur est : P = U . I
Ce qui va donc donner : U = P/I
Soit U = ( U1 + U2 + U3 ) . I
I
5) On obtient donc au final :
Dans un circuit en série, la somme des différences de potentiel aux bornes des récepteurs
est égale à la différence de potentiel aux bornes du générateur
5) La résistance d’un conducteur
Définition : La résistance d’un conducteur, notée R, correspond à la difficulté plus ou moins
grande du passage du courant à travers le conducteur.
L’unité de mesure de la résistance est l’ohm, noté Ω
5.1 Loi d’Ohm
P2
P3
P1
U = U1 + U2 + U3

L’intensité I du courant traversant un résistor de résistance R soumis à une tension U est
donnée par: I = U/R
5.2 Effet thermique du courant
Le passage de courant électrique dans n’importe quel matériau provoque un dégagement
d’énergie thermique. Cet effet est appelé l’effet Joule
Calcul du dégagement de chaleur grâce à la loi d’Ohm
1) On sait que pour tout récepteur U = P/I => P = U . I
2) On sait aussi que pour tout résistor, P = Ptherm et que I = U/R => U = R . I
3) On en déduit donc que Ptherm = U . I = ( R . I ) . I = R . I2
5.3 Loi de Pouillet
La loi de Pouillet exprime la valeur d’une résistance R d’un fil en fonction de la résistivité du
matériau (en Ω . m), de la longueur du fil (en m) et de la section du fil (en m2)
Où ρ = la résistivité du matériau, L = la longueur du fil, et S = ma section du fil
5.4 Calculs de la résistance d’un groupement en série de résistors
U
U1 U2
1) On sait que : U1 = R1 . I et U2 = R2 . I
2) On sait aussi que : U = U1 + U2
3) On en déduit donc : U = R1 . I + R2 . I = ( R1 + R2 ) . I = Rtotale . I
I
R1
R2
R = ρ . L/S